گشودن سد خونی مغز با فراصوت برای درمان هدفمند گلیوبلاستوما

آن‌ها پالس‌های صوتی را به جمجمه تاباندند. حباب‌های ریز پاسخ دادند. نانوذرات از سد عبور کردند. چیزی که در آزمایشگاه شبیه داستان‌های علمی تخیلی به نظر می‌رسید، اکنون به طرحی دقیق برای گذر از یکی از سخت‌ترین قفل‌های زیستی، یعنی سد خونی مغز، تبدیل شده است.

یک راهبرد نوین دارورسانی از فراصوت، میکروحباب‌ها و نانوذرات برای رساندن میکروآران‌ای‌ها به مغز استفاده می‌کند. نتایج اولیه نشان می‌دهد این روش شاید بتواند هم‌زمان به چندین محرک گلیوبلاستوما حمله کند. 

راجر ابونادر، پزشک و دکترای تخصصی از دانشکده پزشکی دانشگاه ویرجینیا، به همراه همکارانش «میکروآران‌ای‌هایی» را شناسایی کرده‌اند که می‌توانند چندین ژن معیوب مسئول شکل‌گیری و رشد گلیوبلاستوما را به طور هم‌زمان مهار کنند.

گلیوبلاستوما پنهانی می‌کشد. سلول‌های آن در بافت سالم نفوذ می‌کنند، بنابراین جراحان نمی‌توانند آخرین رشته‌های بدخیم را به طور کامل بردارند. درمان استاندارد عمر بیمار را افزایش می‌دهد، اما تومور تقریبا همیشه بازمی‌گردد. یکی از دلایل اصلی، نه هوشمندی سلول، بلکه یک مانع عملی است. سد خونی مغز از نورون‌ها در برابر سموم و عفونت‌ها محافظت می‌کند. همین سد، بسیاری از مولکول‌های ضدسرطان را نیز از مغز دور نگه می‌دارد.

صدا و حباب‌ها چگونه دری محافظت‌شده را باز می‌کنند

روشی که پژوهشگران دانشگاه ویرجینیا در حال آزمایش آن هستند، سه جزء را ترکیب می‌کند: فراصوت متمرکز، حباب‌های گازی میکروسکوپی و نانوذرات نفوذپذیر در مغز که با میکروآران‌ای‌ها بارگذاری شده‌اند. با هدایت تصویربرداری تشدید مغناطیسی، فراصوت متمرکز انرژی صوتی را در مقیاس میلی‌متری متمرکز می‌کند. میکروحباب‌های تزریق‌شده با نوسان پاسخ می‌دهند و برای مدت کوتاهی اتصالات محکم رگ‌های خونی در ناحیه هدف را شل می‌کنند. در همین بازه محدود، نانوذرات می‌توانند وارد بافت مغز شوند و محموله ژنتیکی خود را تحویل دهند.

چرا میکروآران‌ای‌ها؟ این‌ها توالی‌های کوتاه آران‌ای هستند که پروتئین نمی‌سازند، اما فعالیت ژن‌ها را تنظیم می‌کنند. یک میکروآران‌ای می‌تواند چندین ژن را هم‌زمان تعدیل کند. برای بیماری‌ای مانند گلیوبلاستوما که به جای یک ژن خراب، با شبکه‌ای از مسیرهای معیوب هدایت می‌شود، این اثر چندهدفه بسیار جذاب است. به جای ترکیب چند دارو و افزایش خطر سمیت تجمعی، یک کوکتل میکروآران‌ای می‌تواند هم‌زمان چندین هدف را در مسیر درست تنظیم کند.

در آزمایش‌های حیوانی دانشگاه ویرجینیا، موش‌هایی که سلول‌های گلیوبلاستومای انسانی در آن‌ها کاشته شده بود، پس از فراصوت متمرکز با هدایت تصویربرداری تشدید مغناطیسی، نانوذرات حامل میکروآران‌ای‌های درمانی دریافت کردند. رشد تومور کند شد. بقا افزایش یافت. این نتایج هنوز اولیه و محدود به مدل‌های پیش‌بالینی است، اما به یک راه‌حل دارورسانی برای درمان‌هایی اشاره دارد که تا امروز نمی‌توانستند به مقدار کافی به مغز برسند.

پیشینه علمی و پیامدهای گسترده‌تر

گلیوبلاستوما تهاجمی‌ترین سرطان اولیه مغز در بزرگسالان است و هر سال جان هزاران نفر را می‌گیرد. پیچیدگی ژنتیکی آن توسعه داروهای هدفمند را دشوار می‌کند. بسیاری از پروتئین‌هایی که به بقای گلیوبلاستوما کمک می‌کنند، به راحتی با دارو قابل هدف‌گیری نیستند. میکروآران‌ای‌ها در سطوح بالادستی عمل می‌کنند و بیان آن ژن‌های مشکل‌ساز را به طور هم‌زمان کاهش می‌دهند. همین ویژگی آن‌ها را به ابزاری راهبردی علیه بیماری‌ای تبدیل می‌کند که با افزونگی و سازگاری تعریف می‌شود.

فراصوت متمرکز جذاب است، زیرا کنترل زمانی و مکانی فراهم می‌کند. سد خونی مغز حداکثر برای چند دقیقه باز می‌ماند و فقط در جایی باز می‌شود که فراصوت روی آن متمرکز شده است. این دقت، مواجهه خارج از هدف را کاهش می‌دهد و خطر سیستمیک را پایین می‌آورد. پایش با تصویربرداری تشدید مغناطیسی نیز یک لایه ایمنی دیگر اضافه می‌کند. این یک رویکرد پراکنده و بی‌هدف نیست. بلکه پنجره‌ای هدفمند و زمان‌بندی‌شده برای دارورسانی است.

دانشگاه ویرجینیا در زمینه فراصوت متمرکز تجربه دارد و این مسیر را از طریق همکاری‌ها و مراکزی که به بررسی ترکیب آن با ایمنی‌درمانی و روش‌های دیگر اختصاص دارند، گسترش داده است. ظرفیت این روش فراتر از گلیوبلاستوماست. هر بیماری عصبی که محدودیت اصلی آن دارورسانی باشد، در صورت انتقال ایمنی و اثربخشی به انسان، می‌تواند از این فناوری سود ببرد.

دیدگاه کارشناس

دکتر النا موریس، متخصص نوروانکولوژی که تحقیقات فراصوت متمرکز را از نزدیک دنبال کرده است، دیدگاه خود را چنین بیان کرد: «پیشرفت واقعی در اینجا دارورسانی است. ما مولکول‌های نامزد بسیاری داریم که شکست می‌خورند، چون هرگز با غلظت کافی به تومور نمی‌رسند. باز کردن سد به صورت گذرا و موضعی، مسئله را از حالت نظری به مسئله‌ای عملی تبدیل می‌کند. با این حال، انتقال اثربخشی از حیوانات به بیماران نیازمند کنترل دقیق دوز، تصویربرداری و داده‌های ایمنی بلندمدت است.»

ابونادر و تیمش بر خوش‌بینی محتاطانه تأکید می‌کنند. آن‌ها یادآور می‌شوند که اگرچه رویکرد میکروآران‌ای امکان هدف‌گیری هم‌زمان چندین محرک تومور را فراهم می‌کند، هر محموله درمانی جدید باید به طور مستقل ارزیابی شود. ایمنی، اثرات ژنی خارج از هدف و پاسخ ایمنی به باز شدن‌های مکرر سد خونی مغز، همگی پرسش‌هایی باز هستند.

زمینه نهادی اهمیت دارد. برنامه جامع سرطان دانشگاه ویرجینیا و ابتکار مشترک ایمنوانکولوژی فراصوت متمرکز، زیرساخت لازم را برای انتقال ایده‌های امیدبخش به کارآزمایی‌های بالینی فراهم می‌کنند. یک شبکه ایالتی کارآزمایی‌های بالینی نیز وقتی درمان‌ها به آن مرحله برسند، دسترسی گسترده‌تر بیماران را پشتیبانی می‌کند. این ترکیب از فناوری، تخصص ترجمانی و زیرساخت کارآزمایی، مسیر از آزمایشگاه تا بالین را سرعت می‌بخشد، اما موفقیت را تضمین نمی‌کند.

جمع‌بندی

باز کردن هدفمند و گذرای سد خونی مغز با فراصوت متمرکز، بیش از آنکه یک مقصد نهایی باشد، یک پلتفرم است. این روش می‌تواند میکروآران‌ای‌ها، مولکول‌های کوچک یا داروهای زیستی را به نقاطی برساند که در حالت عادی دسترسی به آن‌ها ممکن نیست. داده‌های اولیه حیوانی، کاهش رشد تومور و افزایش بقا را نشان می‌دهند. گام‌های بعدی شامل آزمون‌های ایمنی سخت‌گیرانه و کارآزمایی‌های انسانی با طراحی دقیق است تا مشخص شود آیا این امید می‌تواند از مدل‌های آزمایشگاهی به بیماران واقعی منتقل شود یا نه.

برای خانواده‌هایی که با گلیوبلاستوما روبه‌رو هستند، این گذار می‌تواند به معنای گزینه‌های تازه در جایی باشد که امروز انتخاب‌های اندکی وجود دارد. برای پژوهشگران نیز یادآور این نکته است که گاهی مهم‌ترین پیشرفت، یک داروی جدید واحد نیست، بلکه راهی بهتر برای رساندن داروی درست به جای درست، در زمان درست است.